工艺技术设备总体说明

附件一
工艺、产量的总体描述及技术数据
1.1总述
中国重型机械研究院有限公司（以下称卖方）根据买方的要求及RH工程的特点做出本技术规格书。

根据要求，本工程采用卖方对设备和技术总负责，提供RH 所需相关的成套设备，并对整套设备的工艺、生产和设备维护技术、安装和生产调试指导；在三电控制方面，提供最优控制方案；提供生产、维护、开发必须的编程软件，保证提供足够的开发和运行许可证，对买方人员进行必要的训练。

卖方负责对买方的生产和维修人员进行理论和实践培训，在合同执行期间对产品方案中与本工程有关的钢种进行生产指导。

卖方确保上述工艺流程中的买方其它设备和由卖方作设备技术总负责的本工程设备结合起来，能够生产出产品方案所规定的所有钢种的合格钢水。

卖方将提供产品方案中所有生产出合格钢水所必须的工艺流程及各工艺流程的主要控制内容及RH 的详细技术规程。

由卖方提供的本工程设备，卖方负责进行必要的安装及调试指导。

卖方还负责本工程项目内主线，辅线的平台、房所、通风、通讯方面的基本设计。

卖方对负责范围内各项内容的完整性、可靠性、先进性全面向买方负责。

1.1.1 生产工艺条件
(1)转炉
✧转炉类型：顶底复吹转炉
✧转炉数量： 2座
✧转炉公称容量： 120t
✧平均出钢量： 120t
✧最大出钢量： 130t
✧吹炼方式：二吹二作业
✧转炉平均冶炼周期 38min
✧平均日产炉数 72炉
✧车间年有效作业天数 310天
✧平均年产钢水量？万t/年
(2)LF炉 1座120t
平均处理周期：35～40min
(3)板坯连铸机 2台，铸坯厚度200（mm）,宽度700(mm)～1300(mm) 1.1.2 RH设备工艺条件
类型：双工位，三槽平移，钢包台车、钢包升降型
平均处理量：120t
平均处理周期：30～35min
最大/最小处理量：130t/120t
年处理钢水量：＞150万吨
产品工艺卡包括：
1.国内外先进企业的内控化学成分。

2.每一钢种的生产工艺及工序控制要点。

1.3 自然、公辅介质及材料条件
1.3.1自然环境条件
☆夏季室外最热月平均气温: 26.4 ℃。

☆夏季室外最高气温: 39.6 ℃
☆冬季室外最低日平均气温： -13.1℃
☆冬季室外极低气温： -22.9℃
☆当地大气压： 1005.1 hPa(夏季)
1.3.2 能源
1.3.
2.1 动力电源电压：AC 380V AC24V DC
1.3.
2.2 控制电源电压：220V AC 24V DC
1.4 环境保护要求
噪声：厂界白天≤65dB（A）
夜间≤55dB（A）
厂房内≤85dB（A）
粉尘：无组织排放粉尘含量≤25 mg/ m3
岗位粉尘含量≤5 mg/ m3
水：水质排放指标达到中国国家一级标准。

1.5 工艺说明
1.5.1 RH总体布置
双工位在主作业区配置三辆真空槽台车，每辆台车上搭载一套真空槽，在钢水精炼跨（？跨）？柱之间设A、B二个处理工位，二工位之间为公用待机位，二处理位两旁也各设一个待机位。

三辆真空槽台车在五个车位之间运动，始终保持二套真空槽处于可处理状态。

在二个处理位上各有一个热弯管，其一端盖在真空槽上，另一端盖在水冷抽气管道上。

真空槽台车移动时，用液压千斤顶将热弯管顶起，真空槽即可随台车在处理位与待机位之间移动。

二个处理工位上各设有一套顶枪系统，顶枪及其升降导轨旋转；需要更换热弯管时，顶枪及其升降机构可以旋转。

在三个待机位各设一个可倾翻的保温盖和预热枪，预热枪枪体采用水冷式，以焦炉煤气为燃料，用空气助燃，高温区段富氧可用氧气。

经济型双工位在耐材砌筑区设一组新真空槽的砌筑、维修、周转台架，一个干燥烘烤台架，外加一个热弯管修砌和干燥台架。

1.5.2 功能描述
1.5.
2.1 真空循环脱气原理及基本功能
在高效率快节奏的现代化炼钢工厂中，转炉、电炉等炼钢炉，冶炼的钢水只是粗钢甚至只是半成品。

粗钢或半成品钢水，必须经二次精炼将钢水质量优化（温度、成分及内在质量的优化）才能送向连铸。

二次精炼设备不但要具有各种精炼功能，还必须能和前工序的炼钢炉和后工序的连铸在时间轴上相耦合。

RH就是这样一种既能生产优质钢水，又能和转炉、板坯
连铸等前后工序在时间轴上很好耦合的精炼设备。

因此，用RH设备处理钢水成了转炉炼钢厂最常用的二次精炼手段。

RH处理时的所有冶金反应都是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。

真空槽是下部带有二个内外都有耐火衬的浸渍管的竖筒形结构，其上部与热弯管相连，各种气体经热弯管、水冷抽气管道、气体冷却器后被真空泵系统抽出而排向大气。

钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包的钢水中，真空泵启动后真空槽即处于负压状态，大气压将钢水通过浸渍管压入真空槽（当真空度达到1.33Mbar时，真空槽内钢水和钢包内钢水的液位差为1450～1500㎜）。

真空槽下部的二个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。

通过上升管耐材中的吹氩管道不断向钢水吹入氩气，氩气膨胀释放的功使钢水上涌高出不吹氩时的液位，这样在真空槽内就形成了钢水液面的高度差，即下降管上方的钢液高度为 1.45～1.5米左右，上升管上方的钢液高度为此高度＋△H米。

不断吹入真空槽内的氩气被真空泵系统抽走，真空槽内的压力始终保持不变，下降管上方的钢液高度亦不变，吹入上升管中如氩气流量不变则△H的高度亦不变。

液体的流动性造成上升管上方涌上的钢水不断流向下降管上方，下降管上方的钢水不断沿下降管返回到钢包，钢包内钢水在吹入氩气的驱动下又不断沿上升管进入真空槽而形成上涌，因此形成了钢水在钢包和真空槽之间的循环（或称环流），吹入上升管的氩气被称为驱动气体（或称环流气体、提升气体）。

因此，RH法亦称真空循环脱气法。

进入真空槽的钢水在负压条件还进行着一系列在常压下不可能进行的冶金反应，这些反应有：
真空下的碳－氧反应：反应时碳氧成比例同时下降，因此，此反应既是脱碳反应，又是脱氧反应。

真空碳脱氧（VCD）时，由于碳脱氧反应的产物是一氧化碳气体，因而可称为最清洁的脱氧方法。

在生产超低碳钢时，又可以利用真空下的碳氧反应，用钢水中的溶解氧将钢水中的碳去除到常压下无法脱除的超低碳范围（≤15ppm）。

除真空下的碳氧反应外，真空槽中还发生脱气反应（脱氢反应，脱氮反应）。

1.5.
2.2 RH循环脱气法的其他功能
1.5.
2.2.1 合金化功能
为满足精确控制成份的要求，RH处理后期可进行合金化。

铁合金材料经高位料仓、称量料斗、真空料斗、合金溜槽加入真空槽内钢水里，合金的收得率高而稳定。

RH的合金化也可精确地控制微量元素的成分。

1.5.
2.2.2 顶枪的功能
RH设备上增设顶枪是近二十多年来RH功能扩展方面的重大进步，通过顶枪吹氧可以生产超低碳钢；通过加铝吹氧进行化学升温；增加喷粉可以进行脱硫，生产超低硫钢；通过顶吹燃气和氧气可以在处理位作为真空槽内的补充加热装置使用，处理间隙时进行加热可使真空槽壁保持1450℃以上的高温从而减少RH处理时的温降，还可消灭粘附在真空槽壁上的冷钢，从而避免各钢种之间的互相混染，提高真空槽耐火材料的寿命。

1.5.3 通过RH处理能达到的质量水平
1.5.3.1超低碳钢电工用钢
[C]≤15ppm 同时 T[O]≤20 ppm [N]≤50 ppm
其他超低碳钢[C]≤30 ppm T[O]≤20 ppm [N]≤50 ppm
1.5.3.2 合金结构钢类
[H]≤1.5 ppm
1.5.3.3 最大化学升温能力≥4℃/min
1.5.3.4 铁合金收得率
Al Ti ≥70％
Nb Mn Cr V Si ≥95％
Mo Ni ≥98％
1.6 双工位RH设备处理工艺描述
1.6.1 工艺过程描述
1、钢水即将到达前，先将移动弯管接通准备接受钢水的工位（例如A工位）。

关闭主真空阀为真空泵的提前启动作好准备。

2.盛有钢水的钢包座落于A工位钢包台车上，并按顺序逐级启动真空泵。

3.钢包台车运行到A工位正下方，将环流气体由氮气切换到氩气。

4. 启动液压顶升机构，将钢包顶升到预定高度，打开主真空阀，钢水即进入真空槽，形成环流。

5. 测温取样及定氧，根据测定结果决定是否进行“先行处理”。

先行处理即正规处理以前的预备性处理。

如钢水温度过低，可先行化学升温；钢水含氧过高，可先行加Al处理；钢水含碳过低可先行加碳处理等。

先行处理后须再次测温取样以确认先行处理的结果。

6. 对钢水进行该钢种所必须进行的处理（如脱氢处理、深脱碳处理、轻处理、深脱氧处理等）。

处理过程中真空度和环流气体流量按各处理模式自动进行切换。

7. 处理结束前再次测温取样，确认处理目的是否已达到。

8. 合金微调及最终脱氧。

9. 测温取样后关闭主真空阀，破真空（此时移动弯管可移动至接通B工位处）。

10.钢包下降，座落到钢包台车，同时将环流气体切换成氮气。

11.钢包台车运行到喂丝、加保温剂位，按钢种要求喂丝、加保温剂。

12.钢包台车开出，用吊车将钢包吊至下工序。

RH工艺流程可用下图表示
1.6.2 代表性钢种处理周期1.6.
2.1 脱氢处理
对氢敏感的钢种，需通过RH处理将钢水中[H]脱除至2ppm甚至1.5ppm 以下。

这种处理是在1.33mbar压力下对脱氧钢水所进行的处理。

通过脱氢处理同时可以使钢水中T[O]降低至20ppm以下以得到纯净度极高的钢水。

脱氢处理的要点是使钢水在1.33mbar以下保持10min以上。

然后作合金微调及添加铁合金及最终脱氧。

1.6.
2.2轻处理或中间处理
轻处理是在 80～200mbar 压力下对 0.01％≤C≤0.05％这一类低碳、半超低碳钢的处理方法。

此类钢转炉出钢碳通常在 0.05～0.06％，出钢时用高碳锰铁进行弱脱氮，由于转炉出钢碳无需降低到 0.05％以下，因此停吹时残余锰可稍高，从而节约了锰铁，钢水不致过度氧化而确保较高的金属收得率。

通过真空脱碳，钢中碳、氧同时降低因而可得到较纯净的钢，而且最终t钢脱氧用铝量可降低 1kg以上。

总之，轻处理的目的是减轻转炉负担，降低生产成本和提高钢水质量。

中间处理是指X60以下管线钢及锅炉、压力容器、高强度船板及部分焊接高强度钢等对氢不敏感的钢种所进行的一种处理，在 RH 能力有余时也可对一般钢种进行处理。

中间处理的目的是充分利用真空下的碳氧反应进行真空碳脱氧提高钢的质量，也可为连铸顺利开浇创造条件，中间处理是在压力小于 50mbar的情况下对脱氧钢水进行的一种处理。

对一些既可由LF处理又可用RH处理的一般钢种（这类钢通常称“RH 可处理钢种”以区别“RH必处理钢种”）也可用轻处理方法进行处理。

轻处理及中间处理，基本上无需先行处理，其处理周期如下：
硅钢可分为用于制造变压器铁芯的取向硅钢和制造电动机定子和转子
铁芯的无取向硅钢两大类，其中取向硅钢的轧制技术（特别是冷轧工艺）十分复杂。

就炼钢工艺来说，取向硅钢与无取向硅钢的工艺基本相同，即在工艺流程各环节中如何确保钢种中[ C]、[N]、[S]、T[O]四大有害元素方面的纯净度。

目标GB/T2521并未规定硅钢的成分，因此卖方根据国内先进企业的内控成分来说明硅钢的处理要点。

首先该类钢种系超低碳、超低氮钢，因此不可能用LF炉→RH二重处理的工艺。

而采用转炉（特殊操作法）→RH→连铸的工艺路线，即转炉低硫、低氮操作法→出钢弱脱氧，炉渣适当改质→RH深脱碳后合金化处理→连铸（限制连浇炉数）。

经济型双工位 RH 设备设二个处理工位，每个处理工位两旁各有一个
待机烘烤位，通过真空槽移动台车，确保任何时刻二个处理工位均处于可处理状态。

当某工位浸渍管或下部槽需更换时，该工位的真空槽运行到待机烘烤位，同时将待机烘烤位真空槽运行到该工位，即可进行处理。

用吊车将真空槽整体吊出至离线修砌区以进行更换浸渍管或下部槽，将离线修砌区已更换完毕，烘烤到 500℃以上的真空槽整体吊至该空置的真空槽移动台车上，进行快速烘烤至 1450℃以上。

在新真空槽烘烤期间，二个处理工位各有一台真空槽处于可使用状态，所以 RH 设备采取双工位形式，其作业率是非常高的。

RH 年处理能力的计算公式如下：
年万吨/60
24310321ηηη⨯⨯⨯⨯⨯=T
H p
式中参数：
1、年工作天数 310 天
2、1η：转炉－RH －连铸配合率 90％
3、2η：R H 处理钢水合格率 99.5％
4、H ：平均出钢量 120t
5、3η：RH 作业率 85％
6
1.8 1.8.1 真空槽尺寸
决定真空槽尺寸的前提条件之一是钢包。

据分析，新钢包最大处理量150t 及老钢包最小处理量125t 时的自由空间分别为650㎜及1450㎜，新钢包平均处理量135t 时，钢包的自由空间为1050mm 。

RH 真空槽外径与钢包应留出足够的操作空间。

真空槽 外径 φ2760 ㎜
内径 φ1960 ㎜ 真空槽壁耐材总厚 380㎜ 浸渍管 内径 φ540 ㎜ 外径 φ1240 ㎜ 浸渍管 中心距 1340 ㎜ 浸渍管耐材总厚度 350 ㎜ 浸渍管高度 1000mm 浸渍管耐材部分高度 850mm 1.8.2 环流速度
对于需深脱碳钢种，要求RH 处理时反应动力学条件好。

为此决定每分钟环流量为钢包钢水总量的75%以上。

浸渍管内径φ≈540㎜ 设环流气体流量最大值 2.5Nm 3/min 正常使用值 1.8Nm 3/min
则环流速度为
=114×D4/3×Go1/3×（Ln·Po/P）1/3计算
按公式A计算W
A
：环流速度 t/min，Po：大气压
式中 W
A
D：浸渍管内径 m， P：真空槽内残余压力
Go：环流气体流量Nm3/min
115.2t/min，每分钟环流量占钢水总量的82.3% 则 W
A=
钢水从下降管吐出速度 1.22m/s
1.9 主要技术经济指标、原材料和动力消耗
（1）RH装置主要技术经济指标：
（2）原材料动力消耗指标（供参考）
（3）原材料动力消耗量（参考值）
1.10 定义
报价文件中出现的责任方定义如下：
买方—轧三友发钢铁公司——简写YF
卖方—中国重型机械研究院有限公司——简写XZS。